以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺(tái)

產(chǎn)品型號(hào)： Plantarray

所屬分類：植物生理表型研究平臺(tái)

更新時(shí)間：2023-08-02

簡(jiǎn)要描述：以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺(tái)是一款基于稱重的高通量、多傳感器生理表型平臺(tái)以及植物逆境生物學(xué)研究通用平臺(tái)。該系統(tǒng)可持續(xù)、實(shí)時(shí)測(cè)量位于不同環(huán)境條件下、陣列中每個(gè)植株的土壤-植物-空氣（SPAC）中的即時(shí)水流動(dòng)。直接測(cè)量根系和莖葉系統(tǒng)水平衡和生物量增加，計(jì)算植物生理參數(shù)以及植物對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境的反饋。

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Plantarray高通量植物生理表型研究平臺(tái)是一款基于稱重的高通量、多傳感器生理表型平臺(tái)以及植物逆境生物學(xué)研究通用平臺(tái)。該系統(tǒng)可持續(xù)、實(shí)時(shí)測(cè)量位于不同環(huán)境條件下、陣列中每個(gè)植株的土壤-植物-空氣（SPAC）中的即時(shí)水流動(dòng)。直接測(cè)量根系和莖葉系統(tǒng)水平衡和生物量增加，計(jì)算植物生理參數(shù)以及植物對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境的反饋。系統(tǒng)以有效、易用、無(wú)損的方式針對(duì)植物對(duì)不同處理的反應(yīng)、預(yù)測(cè)植物生長(zhǎng)和生產(chǎn)力進(jìn)行定量比較，廣泛應(yīng)用于生物脅迫和非生物脅迫以及植物栽培加速育種研究等，脅迫研究涵蓋干旱脅迫、鹽脅迫、重金屬脅迫、熱、冷脅迫、光脅迫以及灌溉/養(yǎng)分、CO2指示、植物健康等領(lǐng)域的研究。

主要優(yōu)勢(shì)：

加速農(nóng)業(yè)研究、縮短新產(chǎn)品推向市場(chǎng)時(shí)間

定量、確定、可信結(jié)果

全植株、根系、枝葉系統(tǒng)、環(huán)境測(cè)量

多種產(chǎn)品和環(huán)境檢測(cè)驗(yàn)證

提升科研水平

聚焦田間實(shí)驗(yàn)

持續(xù)、實(shí)時(shí)生物反饋

模塊設(shè)計(jì)、分步預(yù)算

無(wú)需基礎(chǔ)設(shè)施投資

Plantarray 高頻測(cè)量植物對(duì)動(dòng)態(tài)環(huán)境條件的反應(yīng)

主要特征：

主要診斷能力：

應(yīng)用套件：

主要特點(diǎn)：

直接精確測(cè)量主要生理-產(chǎn)量相關(guān)性狀

不同模式控制灌溉-時(shí)間、重量、土壤濕度、日常蒸騰等

自動(dòng)、實(shí)時(shí)測(cè)量陣列中單個(gè)植株

高時(shí)空分辨率

24/7 持續(xù)測(cè)量枝葉系統(tǒng)、根系以及環(huán)境

基于反饋的*灌溉控制

云實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析

全植株、無(wú)損測(cè)量

適合多數(shù)植物、土壤類型和生長(zhǎng)階段

Plantarray系統(tǒng)可靠、耐用，是數(shù)十年利用稱重蒸滲計(jì)（重力稱量）系統(tǒng)的研究成果，用于監(jiān)測(cè)在不同變化環(huán)境條件下不同植物的反饋。

Plant-Ditech長(zhǎng)期專業(yè)經(jīng)驗(yàn)融入在系統(tǒng)每個(gè)部分之中。每個(gè)花盆置于高精度稱重天平上，稱重天平與控制單元相連，可持續(xù)24小時(shí)/7天測(cè)量花盆重量，并可進(jìn)一步計(jì)算器生理性狀。

包含2個(gè)控制閥用于最大灌溉、施肥靈活性

可進(jìn)行自動(dòng)化、個(gè)性化、植物特異反饋灌溉

每個(gè)控制單元設(shè)計(jì)可容納4個(gè)額外傳感器、

盡管內(nèi)部互連，當(dāng)單元損壞不影響其他單元使用

降低噪音以及使用長(zhǎng)電纜的需求

特別設(shè)計(jì)排水容器

堅(jiān)固-無(wú)移動(dòng)部件

整個(gè)花盆容量范圍 (2 - 60L)

4個(gè)排水位

防止水漏在蒸滲計(jì)表面

不影響植物和實(shí)驗(yàn)前提下實(shí)現(xiàn)水和根測(cè)量

以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺(tái)技術(shù)參數(shù)：

測(cè)量單元配有3個(gè)數(shù)字通道、1個(gè)模擬通道、1個(gè)稱重式蒸滲儀通道，所有的傳感器可以同時(shí)連續(xù)工作；

高精度稱重模塊，最大測(cè)重量達(dá)50kg（測(cè)量范圍依具體配置而定），測(cè)量精確度±0.02%稱重量；

植物生長(zhǎng)容器滿足多種植物的生長(zhǎng)需求，容積2-60L，采用防漏水、濺水設(shè)計(jì)；

可根據(jù)植物生長(zhǎng)時(shí)間或生長(zhǎng)容器重量選擇灌溉模式，灌溉系統(tǒng)采用精準(zhǔn)的滴灌控制，能夠精確的控制澆水、施肥或施用生物激素的量；

多種土壤類、氣象類高精度傳感器備選，用于測(cè)量土壤含水量、溫度、電導(dǎo)率，空氣溫濕度、PAR、氣壓、NDVI等參數(shù)；

直接測(cè)量參數(shù)：

重量、空氣濕度、空氣溫度、氣壓、輻射（PAR）、土壤水分、土壤電導(dǎo)率、土壤溫度、日蒸騰

計(jì)算參數(shù)：

植物生物量增益、日蒸騰、水分利用效率、氣孔導(dǎo)度、抗脅迫因子、水分相對(duì)含量、 根穿透力、根系水通量、VPD。

以色列Plant-DiTech高通量植物生理表型平臺(tái)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

Plantarray平臺(tái)相比于現(xiàn)有系統(tǒng)，具有操作簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)。該系統(tǒng)將冗長(zhǎng)的手動(dòng)調(diào)試過(guò)程從數(shù)月甚至數(shù)年縮減為數(shù)周，節(jié)約了大量寶貴的時(shí)間。通過(guò)試錯(cuò)方式，利用低成本的自動(dòng)化系統(tǒng)，Plantarray減少了大規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)密集測(cè)試的工作。

生理學(xué)特征的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)高通量分析，如生長(zhǎng)速率、蒸騰速率、水分利用率、氣孔導(dǎo)度等特征；

連續(xù)控制不同的土壤和水分環(huán)境（如干旱、鹽分或化學(xué)物質(zhì)）；

理想的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)：全自動(dòng)、均一檢測(cè)、適用于不同類型植物、精確測(cè)量、非破壞性、實(shí)現(xiàn)隨機(jī)分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3-4周的實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于4-6個(gè)月的人工工作；

操作簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用幾可忽略；

靈活的設(shè)計(jì)能夠滿足任何溫室中不同方面的科學(xué)研究需求；

實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析-為了數(shù)據(jù)的可靠快速分析，提供多階乘ANOVA或配對(duì)T檢驗(yàn)；

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?在實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中為了確保處理的效果可以獲取*化的實(shí)驗(yàn)參數(shù)；

快速定量選擇-提供植物對(duì)于不同環(huán)境需求生理反應(yīng)的評(píng)級(jí)和評(píng)分的簡(jiǎn)況；

復(fù)雜實(shí)驗(yàn)通過(guò)簡(jiǎn)要圖像呈現(xiàn)生理參數(shù)與環(huán)境條件的空間和時(shí)間關(guān)系，顯示趨勢(shì)、異常和比率。

Plantarray系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域：

非生物逆境脅迫研究，比如：干旱、淹水、營(yíng)養(yǎng)、有毒物質(zhì)等脅迫研究；

生物逆境脅迫研究：如病蟲害等；

在農(nóng)作物、蔬菜、樹木、藥用植物等方面的育種研究；

根系的土壤穿透力、水通量研究；

生物激素與養(yǎng)分研究；

生理生態(tài)學(xué)研究等。

應(yīng)用案例：

非生物脅迫反應(yīng)應(yīng)用

非生物脅迫是指環(huán)境影響如干旱(缺水),鹽度，澆水過(guò)量),溫度(冷、霜和熱)以及有毒物質(zhì)，這些非生物脅迫可負(fù)面影響作物以及其它植物生長(zhǎng)、發(fā)育、產(chǎn)量以及種子品質(zhì)。

現(xiàn)代作物產(chǎn)量高，但易受到非生物脅迫影響。因基因環(huán)境互作的復(fù)雜性，提升作物脅迫反應(yīng)面臨巨大挑戰(zhàn), 特別是氣候變化期間。要滿足全球日益增長(zhǎng)的食品需求，研究人員在努力培育適應(yīng)惡化條件的作物優(yōu)化品系。

Plantarray高通量植物生理研究平臺(tái)提供了簡(jiǎn)單易用的軟硬件工具，可自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)陣列每個(gè)花盆的灌溉處理（品質(zhì)和數(shù)量），分析每個(gè)植株對(duì)控制處理的反應(yīng)。

通過(guò)測(cè)定檢測(cè)施加環(huán)境脅迫條件的植物的特定脅迫閾值，系統(tǒng)顯著降低了研究植物應(yīng)對(duì)缺水環(huán)境的研究時(shí)間和精力，并與田間結(jié)果高度相關(guān)聯(lián)。

干旱處理：澆水良好處理控制

熱分布圖和圖表（生長(zhǎng)速率）

根系生理表型性能應(yīng)用：

根在水吸收中的作用非常重要，但是，因根位于地下，要想持續(xù)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控非常具有挑戰(zhàn)性，特別是采用無(wú)損監(jiān)測(cè)方法。

使用嵌入土壤的傳感器，可測(cè)量土壤濕度、溫度以及電導(dǎo)率，同時(shí)測(cè)量其它環(huán)境信號(hào)和生理參數(shù)，Plantarray可對(duì)多個(gè)功能性狀進(jìn)行定量評(píng)估，例如流入根的水分-土壤傳感器可持續(xù)、精確測(cè)量水流入每株植株的速率。

干旱臨界點(diǎn)

植物土壤水流入以及流出的即時(shí)平衡（蒸騰）提供了不同研究植物和處理?xiàng)l件下的冠層相對(duì)水含量（RWC）和其變異。植物RWC認(rèn)為是植物脅迫狀態(tài)的比較參照點(diǎn)。

SPAC-Analytics分析軟件：

Plant-DiTech公司的SPAC (土壤-植物-空氣連續(xù)體)分析是基于云服務(wù)的軟件，可進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、分析以及生產(chǎn)力。

SPAC-Analytics分析軟件可幫助農(nóng)業(yè)研究者處理多傳感器和來(lái)源的輸入數(shù)據(jù) ，提供多種種植和生產(chǎn)力性狀相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和圖標(biāo)信息，包括環(huán)境參數(shù)（包括脅迫）。輸出是詳細(xì)的性能分析，是基于植物群體和處理反饋的高級(jí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工具。來(lái)自大陣列的植物樣品的生長(zhǎng)循環(huán)任一時(shí)期的數(shù)據(jù)可自動(dòng)、持續(xù)追溯 。該軟件可幫助你在實(shí)驗(yàn)時(shí)和實(shí)驗(yàn)后實(shí)時(shí)運(yùn)行多個(gè)分析，可使用海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行人工處理。

SPAC-分析主要優(yōu)勢(shì)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析-多因素ANOVA或配對(duì)T-檢驗(yàn)-結(jié)果可靠、快速

達(dá)到目標(biāo)- 實(shí)驗(yàn)中優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)，確保關(guān)鍵的處理效果

快速定量選擇-生成基于性能的概述，用于對(duì)植物針對(duì)不同環(huán)境的生理反饋進(jìn)行分級(jí)和評(píng)分

負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)以簡(jiǎn)潔圖標(biāo)展示-測(cè)量生理變量和環(huán)境條件之間的時(shí)空關(guān)系，展示趨勢(shì)、異常以及比率

SPAC-analytics分析軟件如何工作：

系統(tǒng)對(duì)相關(guān)性以數(shù)字、圖表的形式進(jìn)行處理并展示，下列測(cè)量和施加條件之間的測(cè)量值、趨勢(shì)、異常和比率的關(guān)系

1、測(cè)量參數(shù)的平滑時(shí)間(重量、土壤水含量、空氣水需求等)。

2、一段時(shí)間上述所提到參數(shù)的變化率。

3、不同時(shí)間間隔的植物生物量增益(天、周、和季度)。

4、日常蒸騰的模式。

5、不同時(shí)間間隔的（天、周、季度）水利用效率 (WUE) 。

6、土壤水含量 (質(zhì)量平衡計(jì)算或特定傳感器直接測(cè)r)。

7、一天中不同小時(shí)氣孔導(dǎo)度變化。

8、從土壤到根系的水流(安裝土壤傳感器)。

9、一天每小時(shí)的植物相對(duì)含水量的變化

SPAC-analytics主要優(yōu)勢(shì)：

Plant-DiTech公司的SPAC-Analytics軟件是基于網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)，可讓用戶瀏覽并分析每個(gè)傳感器輸入的在線數(shù)據(jù)。任意網(wǎng)絡(luò)瀏覽器都可以管理圖形結(jié)果，基于用戶數(shù)據(jù)采集，整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間都可瀏覽。在用戶的統(tǒng)計(jì)軟件上，選擇部分可與背景數(shù)據(jù)一起導(dǎo)出用于下一步工作用。一群樣品中的單個(gè)植株以及數(shù)百個(gè)植株的陣列的分辨率有所差異。用戶可控制整個(gè)群體以及單個(gè)樣本，例如:

1、選擇植物/一行(剔除特殊植物)

2、參數(shù)選擇

3、日期范圍選擇

4、4、平滑/非平滑圖型展示

Plant-DiTech公司的SPAC-Analytics 軟件可提供快速、可靠的在線科學(xué)分析。